张冠军　魏嵬　曹立波　王丹丹

摘要：使用缩放和非线性拟合的方法，获得了3岁儿童颈部材料参数；提出了一套儿童颈部韧带的力学特性缩放方法；开发了具有精确几何及解剖学结构的3岁儿童C4-C5颈椎段有限元模型，并在准静态、动态拉伸载荷下进行了验证.结果显示，准静态拉伸刚度为211.8 N/mm，动态拉伸最终失效力为759.9 N，最终失效位移为5.083 mm，均与实验值吻合良好；动态拉伸力位移曲线与实验曲线吻合较好.验证结果表明，本模型能够较准确地反映3岁儿童C4-C5颈椎段的准静态和动态拉伸力学特性，具有较高的生物逼真度.

关键词：儿童颈椎；生物力学；拉伸；验证

中图分类号：U461.91 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2016）02-0008-07

在交通事故中，儿童脊柱损伤造成的死亡率高达16%～41%，并且儿童脊柱损伤约有75%发生在颈椎段[1].儿童颈部在解剖学、形态学等方面，与成人有着明显差异，如：相对躯干更大的头部质量、更松弛的颈部韧带、更纤细的颈椎骨骼等.这些差异都将增加儿童颈部损伤风险.此外，颈部作为连接头部的重要解剖学结构，其动力学响应直接影响头部响应.因此， 儿童颈部生物力学研究对儿童颈部损伤防护及头部损伤机理的研究都至关重要.

由于缺少儿童尸体样本及用于模型验证的实验数据，公开发表的文献表明，全世界范围内仅开发了四款儿童颈部有限元模型.Kumaresan等[2]，Mizuno等[3]基于线性缩放的方法获得儿童颈部模型.这些模型均无法较准确地描述儿童颈部特有的解剖学结构；……